Un equipo de físicos de las Universidades de Bristol, Viena, las Islas Baleares y el Instituto de Óptica Cuántica e Información Cuántica IQOQI-Viena ha demostrado cómo los sistemas cuánticos pueden evolucionar simultáneamente a lo largo de dos flechas de tiempo opuestas, tanto hacia adelante como hacia atrás.a tiempo.
El estudio, publicado en el último número de Física de las comunicaciones , requiere un replanteamiento de cómo se entiende y representa el flujo del tiempo en contextos donde las leyes cuánticas juegan un papel crucial.
Durante siglos, los filósofos y los físicos han estado ponderando la existencia del tiempo. Sin embargo, en el mundo clásico, nuestra experiencia parece extinguir cualquier duda de que el tiempo existe y continúa. De hecho, en la naturaleza, los procesos tienden a evolucionar espontáneamente a partir de estados conmenos desorden a estados con más desorden, y esta propensión puede usarse para identificar una flecha del tiempo. En física, esto se describe en términos de 'entropía', que es la cantidad física que define la cantidad de desorden en un sistema.
La Dra. Giulia Rubino de los Laboratorios de Tecnología de Ingeniería Cuántica de la Universidad de Bristol laboratorios QET y autora principal de la publicación, dijo :
"Si un fenómeno produce una gran cantidad de entropía, observar su inversión temporal es tan improbable que se vuelve esencialmente imposible. Sin embargo, cuando la entropía producida es lo suficientemente pequeña, existe una probabilidad no despreciable de ver la inversión temporalde un fenómeno ocurren naturalmente.
"Podemos tomar la secuencia de cosas que hacemos en nuestra rutina matutina como ejemplo. Si nos mostraran nuestra pasta de dientes moviéndose del cepillo de dientes a su tubo, no tendríamos ninguna duda de que fue una grabación rebobinada de nuestro día.Sin embargo, si apretamos el tubo suavemente de modo que solo salga una pequeña parte de la pasta de dientes, no sería tan improbable que la observemos reingresar en el tubo, succionada por la descompresión del tubo ".
Los autores del estudio, dirigido por el profesor Caslav Brukner de la Universidad de Viena y el IQOQI-Viena, aplicaron esta idea al reino cuántico, una de cuyas peculiaridades es el principio de superposición cuántica, según el cual si doslos estados de un sistema cuántico son posibles, entonces ese sistema también puede estar en ambos estados al mismo tiempo.
"Al extender este principio a las flechas del tiempo, resulta que los sistemas cuánticos que evolucionan en una u otra dirección temporal la pasta de dientes que sale o vuelve al tubo, también pueden encontrarse evolucionando simultáneamente a lo largo de ambas direcciones temporales.
"Aunque esta idea parece bastante absurda cuando se aplica a nuestra experiencia diaria, en su nivel más fundamental, las leyes del universo se basan en principios de la mecánica cuántica. Esto plantea la pregunta de por qué nunca encontramos estas superposicionesdel tiempo fluye en la naturaleza ", dijo el Dr. Rubino.
El Dr. Gonzalo Manzano, coautor de la Universidad de las Islas Baleares, dijo: "En nuestro trabajo, cuantificamos la entropía producida por un sistema que evoluciona en superposición cuántica de procesos con flechas de tiempo opuestas. Encontramos estos resultados con mayor frecuenciaen proyectar el sistema en una dirección de tiempo bien definida, correspondiente al proceso más probable de los dos. Y, sin embargo, cuando están involucradas pequeñas cantidades de entropía por ejemplo, cuando hay tan poca pasta de dientes derramada que uno podría ver que se reabsorbeen el tubo, entonces uno puede observar físicamente las consecuencias de que el sistema haya evolucionado a lo largo de las direcciones temporales hacia adelante y hacia atrás al mismo tiempo ".
Aparte de la característica fundamental de que el tiempo en sí mismo podría no estar bien definido, el trabajo también tiene implicaciones prácticas en la termodinámica cuántica. Colocar un sistema cuántico en una superposición de flechas de tiempo alternativo podría ofrecer ventajas en el rendimiento de las máquinas térmicas y refrigeradores.
El Dr. Rubino dijo: "Aunque el tiempo a menudo se trata como un parámetro que aumenta continuamente, nuestro estudio muestra que las leyes que gobiernan su flujo en contextos de mecánica cuántica son mucho más complejas. Esto puede sugerir que debemos repensar la forma en que representamos esta cantidad entodos aquellos contextos donde las leyes cuánticas juegan un papel crucial ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Bristol . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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